申请日 2020.07.24
公开（公告）日 2021.01.12
IPC分类号 C02F1/72; B01J23/745; B01J23/78; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法，所述方法包括：(S1)把球磨珠、炉渣和碳酸钠按重量比为15～20∶1∶0.3～0.6的比例放入球磨罐中，盖上盖子，在转速为550rpm的速度下磨10～30min，对炉渣进行破碎；(S2)把球磨后的炉渣放进马弗炉中，在750～900℃进行焙烧2h；(S3)把冷却后的炉渣取出，放进70～80℃的弱酸性溶液中，用搅拌器搅拌30～60min后过滤；(S4)在过滤后的上清液中加入过量的碱溶液，然后离心过滤，在60～80℃的条件下对滤渣干燥4～6h；(S5)在反应器中泵入有机废水，调节有机废水的pH为3.0～4.0后，加入摩尔浓度为0.1～0.5mmol/L的H2O2，然后将(S4)处理后的铁铝氧化物投加入反应器内，炉渣投加量为1～10g/L，反应一定时间，有机废水即可得到处理。本发明提供的方法能大幅度提高炉渣催化H2O2处理有机废水的效果，且以废治废，具有很好的推广应用价值。
权利要求书
1.一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法，包括以下步骤：
S1、把球磨珠、炉渣和碳酸钠按重量比为15～20∶1∶0.3～0.6的比例放入球磨罐中，盖上盖子，在转速为550rpm的速度下磨10～30min，对炉渣进行破碎；
S2、把球磨后的炉渣放进马弗炉中，在750～900℃进行焙烧2h；
S3、把冷却后的炉渣取出，放进70～80℃的弱酸性溶液中，用搅拌器搅拌30～60min后过滤；
S4、在过滤后的上清液中加入过量的碱溶液，然后离心过滤，在60～80℃的条件下对滤渣干燥4～6h；
S5、在反应器中泵入有机废水，调节有机废水的pH为3.0～4.0后，加入摩尔浓度为0.1～0.5mmol/L的H2O2，然后将经S4步骤处理后的铁铝氧化物投加入反应器内，炉渣投加量为1～10g/L，反应一定时间，有机废水即可得到处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，S3中，所述弱酸性溶液为pH为5.0～6.0的乙酸、草酸的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，S4中所述碱溶液为KOH或者NaOH的一种溶液。
说明书
改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法
技术领域
本发明属于水污染控制领域，涉及一种改性生活垃圾焚烧炉渣提 高催化H2O2处理有机废水的方法。
背景技术
2003年以来，中国城市生活垃圾的焚烧处理比例逐年上升，2020 年，城市生活垃圾处理当中焚烧发电的比例要占到50％以上。但是垃 圾焚烧后不可避免的产生副产物-炉渣，垃圾焚烧炉渣与一般炉渣(主 要指冶金过程产生的炉渣)差别较大，主要包括熔渣、金属、陶瓷类 碎片、玻璃和其它一些不可燃物质，以及未燃的有机物所组成的不均匀 混合物。根据报道，每吨生活垃圾焚烧会产生20％左右的炉渣。随着 垃圾焚烧炉渣产生量的不断不高，急需开发其资源化利用的途径。
另一方面，为控制水污染，开发出了各种各样的基于生物、化学 和物化的治理方法。其中，Fenton技术便成为水污染控制领域的研究 热点之一。其反应机理主要是通过Fe2+和H2O2生成高反应活性的·OH， 从而引发一系列链式反应来降解有机物。为解决传统Fenton氧化技术 pH适用范围窄，产泥量大的问题，许多研究利用非均相的铁基和铝基 类Fenton体系来代替亚铁盐，这些非均相催化剂所用催化剂主要包括 零价铁、零价铝、铁氧化物(Fe2O3，γ-FeOOH，Fe3O4、绿绣等)。
生活垃圾焚烧炉渣从化学成分上看属于SiO2-Al2O3-CaO-Fe2O3体 系，其中铁氧化物、铝氧化物等金属氧化物都是催化H2O2的有效成分， 但目前仍无利用生活垃圾炉渣催化H2O2的报道，其主要原因有：①是 生活垃圾炉渣经高温焚烧后呈现出玻璃态，金属氧化物很难溶出；② 其成分过于复杂，其中40％以上的SiO2和20％左右的CaO对H2O2不 仅几乎无催化效果，还会猝灭羟活性氧化物种(例如羟基自由基)的 生成。因此，需要找到一种对生活垃圾焚烧炉渣进行改性处理的方法， 提高其催化H2O2效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改性生活垃圾 焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方法，本发明提供的改性方法 成本低，处理有机废水效果好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
1.一种改性生活垃圾焚烧炉渣提高催化H2O2处理有机废水的方 法，包括以下步骤：
S1、把球磨珠、炉渣和碳酸钠按重量比为15～20∶1∶0.3～0.6的比 例放入球磨罐中，盖上盖子，在转速为550rpm的速度下磨10～30min， 对炉渣进行破碎；
S2、把球磨后的炉渣放进马弗炉中，在750～900℃进行焙烧2h；
S3、把冷却后的炉渣取出，放进70～80℃的弱酸性溶液中，用搅 拌器搅拌30～60min后过滤，溶出铁酸钠和铝酸钠，而硅酸钙 (2CaO·SiO2)很难溶出；
S4、在过滤后的上清液中加入过量的碱溶液，然后离心过滤，在 60～80℃的条件下对滤渣干燥4～6h；
S5、在反应器中泵入有机废水，调节有机废水的pH为3.0～4.0 后，加入摩尔浓度为0.1～0.5mmol/L的H2O2，然后将经S4步骤处理 后的铁铝氧化物投加入反应器内，炉渣投加量为1～10g/L，反应一定 时间，有机废水即可得到处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，S3中，所述弱酸性溶液为 pH为5.0～6.0的乙酸、草酸的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，S4中所述碱溶液为KOH 或者NaOH的一种溶液。
本发明的技术原理是利用碳酸钠与生活垃圾焚烧炉渣中的铁、铝 氧化物在高温下易生成可溶解的铁酸钠和铝酸钠，从而把炉渣中有 H2O2催化活性的成分提取出来，用于后续有机废水的处理。
与现有技术相比，本方法的有益效果在于：
1、把生活垃圾焚烧炉渣中有催化活性的铁、铝氧化物提取出来催 化H2O2，以废治废、变废为宝。
2、避免了传统类芬顿反应中用昂贵化学试剂做铁、铝前驱体，所 制备催化剂成本低、催化效果好。
发明人 （张云飞;徐剑晖;吕小梅;李衍亮;吴琪;）